Die innovative Idee des Projektes „ECO“ besteht in der Kombination der Aufbereitung von

Industrieabwässern mit der Abtrennung von CO₂ aus industriellen Abgasen. Dazu

wird die Bildung von Gashydraten mit dem Einsatz von Adsorbenzien aus nachwachsenden Rohstoffen kombiniert, um in einem einzigen Schritt sowohl Schadstoffe wie Schwermetalle aus Industrieabwässern wie auch gleichzeitig das Treibhausgas CO₂ aus Industrieabgasen zu entfernen.

Gashydrate sind eisähnliche, kristalline Feststoffe, die aus Gasmolekülen (wie z. B. CO₂) und Wassermolekülen aufgebaut sind, wobei die Wassermoleküle über Wasserstoffbrückenbindungen ein dreidimensionales Netzwerk aus definierten Käfigen bilden. Die Käfige werden durch den Einschluss von Gasmolekülen stabilisiert.  Gashydrate bilden sich unter erhöhten Drücken und bei niedrigen Temperaturen sofern ausreichende Mengen an Gas und Wasser vorhanden sind. Wird für die Gashydratbildung als wässrige Phase ein mit Schwermetall- und Salzionen verunreinigtes Abwasser genutzt, reichern sich Salz- und Schwermetallionen in der wässrigen Phase an, da an der Bildung der Gashydrate in erster Linie nur Wasser- und Gasmoleküle beteiligt sind. 

Gashydrate eignen sich aber nicht nur für die Aufbereitung von Abwässern, sondern auch für die Reinigung von Gasen, da in die Hydratstruktur bestimmte Gasmoleküle bevorzugt eingebaut werden. Bei einem Gasgemisch, welches Kohlenstoffdioxid (CO₂) neben Stickstoff enthält, reichert sich CO₂ in der Hydratstruktur an, während die Gasphase an CO₂ verarmt.

Der Einsatz Adsorbenzien aus nachwachsenden Rohstoffen erfüllt hier zwei Funktionen:

(1) Zum einen bindet das Adsorbens eine Vielzahl an Verunreinigungen aus der konzentrierten, stark schadstoffbelasteten flüssigen Phase, die nach Abtrennung der Gashydrate übrigbleibt, wobei sich das Adsorbens anschließend leicht von der wässrigen Phase abtrennen lässt. 

(2) Zum anderen erwarten wir, dass das Adsorbens mit hoher Wahrscheinlichkeit die Bildung der Gashydrate begünstigt, sodass die Hydratbildung bei geringerem Druck oder höheren Temperaturen und somit ökonomischer als in bisherigen Verfahren durchgeführt werden kann.

Das Verbundprojekt wird am GFZ (Koordinator) und der Universität Potsdam durchgeführt.